[发明专利]一种可视化检测裂隙注浆模拟试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种可视化检测裂隙注浆模拟试验装置，其特征在于，包括注浆池(1)、高压注浆泵(2)、监测系统(3)、单向阀(4)、溢流阀(5)、限压阀(6)、煤层底板模拟裂隙(7)和试验箱体(8)：

所述煤层底板模拟裂隙(7)为块状结构，所述煤层底板模拟裂隙(7)的顶面一部分为平面另一部分为凹凸不平的曲面；

所述注浆池(1)，用于存储浆液(13)，所述注浆池(1)通过第一高压管路(9)与所述高压注浆泵(2)的入口连通；

所述试验箱体(8)，用于容纳所述煤层底板模拟裂隙(7)，所述煤层底板模拟裂隙(7)四周与所述试验箱体(8)内壁接触，所述试验箱体(8)由透明有机玻璃板构成，所述试验箱体(8)的上端设置有箱盖(14)，所述箱盖(14)中间预留有注浆圆孔，所述试验箱体(8)侧壁底部设有位移刻度(11)，所述注浆圆孔内设置有注浆管(10)，所述注浆管(10)下端插入所述煤层底板模拟裂隙(7)中，所述注浆管(10)上端位于所述试验箱体(8)上方；

所述高压注浆泵(2)，用于向所述煤层底板模拟裂隙(7)内施加压力水并注浆，所述高压注浆泵(2)的出口通过第二高压管路(12)与所述注浆管(10)上端连通；

所述第二高压管路(12)上沿浆液(13)流动方向依次设置有所述监测系统(3)、单向阀(4)和限压阀(6)，所述溢流阀(5)设置在所述注浆管(10)上；

所述单向阀(4)，用于控制所述浆液(13)由所述高压注浆泵(2)向所述试验箱体(8)注入，不能从所述试验箱体(8)倒流至所述高压注浆泵(2)；

所述限压阀(6)，用于控制注浆压力，及时限压稳流；

所述监测系统(3)，用于实时监测注浆压力的传递变化规律和浆液(13)扩散情况。

2.根据权利要求1所述的可视化检测裂隙注浆模拟试验装置，其特征在于，所述第一高压管路(9)和第二高压管路(12)均为高压软管。

3.根据权利要求1所述的可视化检测裂隙注浆模拟试验装置，其特征在于，所述煤层底板模拟裂隙(7)由环氧树脂材料预制。

4.根据权利要求1所述的可视化检测裂隙注浆模拟试验装置，其特征在于，所述试验箱体(8)为采用20mm厚度的透明有机玻璃加工而成的立方体，所述试验箱体(8)采用榫卯连接。

5.根据权利要求1所述的可视化检测裂隙注浆模拟试验装置，其特征在于，所述注浆管(10)为抗腐蚀高压钢管。

6.根据权利要求1所述的可视化检测裂隙注浆模拟试验装置，其特征在于，所述溢流阀(5)的出浆口为竖直向上设置。

7.根据权利要求1所述的可视化检测裂隙注浆模拟试验装置，其特征在于，所述监测系统(3)包括流量计和压力计。

8.根据权利要求1所述的可视化检测裂隙注浆模拟试验装置，其特征在于，所述单向阀(4)前端的第二高压管路(12)上设置有过滤网(15)，所述过滤网(15)前端的所述第二高压管路(12)上设置有清洗口，所述清洗口上设置有密封塞(16)。

9.根据权利要求1至8任一项所述的可视化检测裂隙注浆模拟试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在所述试验箱体(8)内预制所述煤层底板模拟裂隙(7)，所述煤层底板模拟裂隙(7)与所述试验箱体(8)之间采用密封胶粘接；

步骤二、通过第一高压管路(9)、第二高压管路(12)和注浆管(10)将所述注浆池(1)、高压注浆泵(2)、监测系统(3)、单向阀(4)、溢流阀(5)、限压阀(6)和试验箱体(8)连通构成回路；

步骤三、先通过高压注浆泵(2)向所述试验箱体(8)注水模拟注浆过程；；

步骤四、根据不同注浆材料配比在所述注浆池(1)分别配制不同注浆材料；

步骤五、配制好注浆材料后，采用所述高压注浆泵(2)向所述试验箱体(8)的煤层底板模拟裂隙(7)内注入浆液(13)；在注浆过程中，通过所述监测系统(3)实时检测第二高压管路(12)上浆液(13)的压力和流量，监测注浆压力的传递变化规律，肉眼实时观察浆液(13)的扩散情况；

步骤六、当浆体注满整个煤层底板模拟裂隙(7)时，通过所述溢流阀(5)自动溢出多余浆液(13)；

步骤七、注浆结束后，当浆液(13)达到设计养护期后，打开所述试验箱体(8)，获取注浆结实体，进行微观研究和强度试验，分析评价注浆效果；

步骤八、清洗管路，重复进行不同注浆材料试验。